论文摘要
与其它铜氧化物超导体相比Bi系超导材料Bi2Si2Can-1CunOy（Bi-22（n-1）n；n=1，2，and 3）中，Bi-2223是一种最有希望在77K应用的超导线材，因为它的临界温度很高，为110K。但是，PIT法制作的Bi-2223带并没有明显的提高带材的临界电流，主要原因是Bi-2223带材的磁通钉扎能力和不可逆场很低。磁通线和钉扎中心相互作用是因为钉扎中心材料性能不同于整块超导体材料性能。相互作用强度是相对差异大小的函数，差异有可能很小，仅仅是临界温度或临界磁场或G-L参量κ的不同；差异有可能很大，这时钉扎中心是非超导体，差异最大的钉扎是铁磁性的物质，这也是最强的钉扎中心。在所有可能性中，仅有两种磁通钉扎对有经济价值的超导材料起作用。一、G-L参量不同，主要表现在成分波动引起的正常态电阻变化，非均匀分布的位错；二、非超导粒子，正常的金属或者是绝缘体或者是空位都可能是非超导粒子。两种磁通钉扎中心分别被称为△κ钉扎和正常相钉扎。通过3d金属替代在高温超导体CuO2面的Cu原子系统产生点缺陷的方式是当点缺陷导入CuO2面时一种探测超导性能本质有用的工具，例如，可以得到电荷传输和缺陷之间相互作用的信息。实验表明不纯净的CuO2面，即使是非磁性的原子替代，也可以改变该处Cu的磁矩从而改变临近Cu磁场的自旋或根据holon-spinon理论而影响自旋密度。通过替代CuO2铜元素，氧化铜高温超导体的超导电性将被强烈抑制。Cu位4％的替代就可使(La1-xSrx)2CuO4的超导电性完全抑制。在n型超导体中例如(Pr1-xCex)2CuO4影响更严重。低于1％的Fe或Ni的替代将会完全抑制超导电性。本文中我们用Fe原子替代部分Cu原子可以产生有效的钉扎中心，能够提高磁通钉扎能力。本文对Fe原子替代铜位对磁通钉扎的影响进行了研究。结果表明Fe替代Cu和M．H Pu采用Cr替代Cu位的影响相似，发现Fe原子掺杂将会在Bi-2223的超导层中产生大量的点缺陷。适当的Fe的掺杂，分散的Fe离子缺陷成为铁磁性的点缺陷的中心，在液氮温度，可以强烈的提高磁通钉扎能力。最佳的掺杂量和掺杂Cr的量相同为0.001每摩尔。但是当掺杂量增加时Fe离子缺陷会轻微的聚集，在这种情况下，弱超导区域将会重叠，以至磁通钉扎的相互关联性降低，所以磁通钉扎能力下降。